CN205025693U - 一种风力发电机组及其风轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风轮，包括轮毂，所述轮毂上开设有至少三个叶片安装孔，每个所述叶片安装孔设有可沿其轴向滑动的叶片，每个所述叶片的根部连接有伸缩机构，所述伸缩机构的第一端与对应的所述叶片连接，所述伸缩机构的第二端和所述轮毂连接。本实用新型充分利用了轮毂的内部空间，将叶片的根部设置于轮毂内，并通过伸缩机构的伸缩改变叶片相对轮毂的外伸长度，从而调节风轮的直径，以适应不同的风速。本实用新型的叶片仍为简单的整体式结构，避免了结构复杂化，从而避免了叶片制作工艺难度与成本增加的问题。本实用新型进一步公开了一种风力发电机。

Description

一种风力发电机组及其风轮

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备领域，特别是涉及一种风力发电机组及其风轮。

背景技术

人类社会的发展需要源源不断的能源供应做支撑。随着节能减排的全球趋势，以及石化能源的日益枯竭，选择替代能源就成为能源领域亟待解决的技术问题。风能是取之不尽、用之不竭的可再生型清洁能源，是21世纪最主要的绿色动力之一。

风力发电是将风机叶片迎风扫掠面积内截获的风能转化成电能的过程。由于实际风力发电过程中，风吹来的速度和方向是不断变化的，所以就需要使风力发电设备的风轮适应不同的风速。

目前常见的风轮一般叶片长度固定，风轮直径固定，使得风轮转速恒定，导致风力发电机对风速的适应范围较窄。为了适应较大范围的风速，专利号为CN200620020694，名称为“风力发电机组伸缩型风轮叶片”的专利公开了一种在固定叶片腔内沿其径向方向可移动的配装伸缩叶片，在伸缩叶片上固定有滑动板，滑动板科移动的安装在结构支撑板上，双向液压油缸或气缸铰装在固定叶片腔内。

该技术通过在叶尖段增加伸缩装置，在风速过低时，将叶尖段伸出，增大风轮直径，达到改善发电性能的目的。但该结构需在叶片内布置叶尖段的伸缩机构，比如油缸或滑轮、钢丝绳以及电机等整套装置，会使得叶片构造非常复杂，成本增加，同时叶尖段由于旋转速度非常快(一般80m/s)，容易出现叶尖伸缩机构甩出脱落等危险情况。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种结构简单、直径可调以适应不同风速的风轮，及采用该风轮的风力发电机。

本实用新型的第一方面，提供了一种风轮，包括轮毂，所述轮毂上开设有至少三个叶片安装孔，每个所述叶片安装孔设有可沿其轴向滑动的叶片，每个所述叶片的根部连接有伸缩机构，所述伸缩机构的第一端与对应的所述叶片连接，所述伸缩机构的第二端和所述轮毂连接。

进一步地，每个所述叶片的根部至少一部分穿过对应的所述叶片安装孔设置在轮毂内。

进一步地，每个所述叶片与对应的叶片安装孔之间装设有回转支承。

进一步地，所述叶片与所述回转支承的一者设有导向槽，所述叶片与所述回转支承的另一者设有与导向槽配合的滑块。

进一步地，每个所述伸缩机构与对应的所述叶片设置在同一轴线上。

进一步地，每个所述伸缩机构与所述轮毂的连接点位于同一铰点。

进一步地，每个所述叶片的根部在径向方向上设有铰接轴，对应所述伸缩机构的第一端铰接在所述铰接轴上。

进一步地，所述叶片安装孔的数量为三个，三个所述叶片安装孔等角度均匀布置于所述轮毂上。

本实用新型的第二方面，还提供了一种风力发电机，包括塔筒和前述任一项所述的风轮，所述风轮安装于所述塔筒顶部。

本实用新型充分利用了轮毂的内部空间，将叶片的根部设置于轮毂内，并通过伸缩机构的伸缩改变叶片相对轮毂的外伸长度，从而调节风轮的直径，以适应不同的风速。该结构中，无需额外配装可移动的伸缩副叶片，无需对复合材料叶片内腔进行较大改动，叶片仍为简单的整体式结构，避免了结构复杂化，从而避免了叶片制作工艺难度与成本增加的问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型风力发电机组轮毂某一方向的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、轮毂；2、叶片；3、伸缩机构；4、回转支承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种风轮，包括轮毂1，轮毂1上开设有三个叶片安装孔11，每个叶片安装孔11上设有可沿其轴向滑动的叶片2，叶片2的根部连接有伸缩机构3，伸缩机构3的第一端与叶片2连接，伸缩机构3的第二端和轮毂1连接。本实施例中，伸缩机构3优先采用油缸，当然，本领域技术人员应该清楚，伸缩机构3还可以采用气缸、齿轮齿条等可实现直线运动的驱动装置，本实施例并不受限于此。

具体地，在本实施例中，叶片2的根部至少一部分穿过对应的叶片安装孔11设于轮毂1内。

本实施例的工作原理如下：

当风速较低时，伸缩机构3伸出，推动叶片2相对轮毂1向外运动，叶片2的外伸长度变长，风轮直径随之增大，使得风力发电机在较低风速时也能开始发电工作。

当风速过大时，伸缩机构3缩回，将叶片2的根部收回至轮毂1内，叶片2的外伸长度变短，风轮直径随之变小，避免大风速情况下对风力发电机叶片造成损伤。

本实施例充分利用了轮毂1的内部空间，将叶片2的根部设置于轮毂1内，并通过伸缩机构3的伸缩改变叶片2相对轮毂1的外伸长度，从而调节风轮的直径，以适应不同的风速。该结构中，无需额外配装可移动的伸缩副叶片，无需对复合材料叶片内腔进行较大改动，叶片2仍为简单的整体式结构，避免了结构复杂化，从而避免了叶片制作工艺难度与成本增加的问题。

本实施例中，叶片2与对应的叶片安装孔11之间装设有回转支承4，叶片2与回转支承4之间为滑动配合，叶片2可以沿着其轴向方向滑动。叶片2与回转支承4之间设置有导向滑块机构，即叶片2与回转支承4的一者设有导向槽，另一者则设有与导向槽配合的滑块，该机构可以防止叶片2径向随意转动。当叶片2需要变桨时，通过变桨机构推动伸缩机构3或者回转支承4内圈旋转，由于导向滑块机构的作用，从而使得叶片2旋转，实现叶片变桨。

作为进一步地改进，每个伸缩机构3与对应的叶片2设置在同一轴线上；每个伸缩机构3与轮毂1的连接点位于同一铰点；三个叶片安装孔11及叶片2等角度均匀布置于轮毂1上，使得叶片2在旋转过程中，其离心力可以自动平衡，伸缩机构3只需承受叶片2的重量。当然，叶片的数量还可以是四组、五组或其他更多形式，本实用新型并不受限于此。

本实施例中，每个叶片2的根部在径向方向上设有铰接轴，伸缩机构3的第一端铰接在铰接轴上，使叶片2和伸缩机构3的力传递更加均匀稳定。

在此基础上，本实用新型还提供了一种风力发电机，包括塔筒和上述的风轮，风轮安装于塔筒顶部，毫无疑问，该风力发电机具备上述风轮的所有优点，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种风轮，包括轮毂(1)，所述轮毂(1)上开设有至少三个叶片安装孔(11)，其特征在于，每个所述叶片安装孔(11)设有可沿其轴向滑动的叶片(2)，每个所述叶片(2)的根部连接有伸缩机构(3)，所述伸缩机构(3)的第一端与对应的所述叶片(2)连接，所述伸缩机构(3)的第二端和所述轮毂(1)连接。

2.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，每个所述叶片(2)的根部至少一部分穿过对应的所述叶片安装孔(11)设置在轮毂(1)内。

3.根据权利要求2所述的风轮，其特征在于，每个所述叶片(2)与对应的叶片安装孔(11)之间装设有回转支承(4)。

4.根据权利要求3所述的风轮，其特征在于，所述叶片(2)与所述回转支承(4)的一者设有导向槽，所述叶片(2)与所述回转支承(4)的另一者设有与导向槽配合的滑块。

5.根据权利要求1-4任一项所述的风轮，其特征在于，每个所述伸缩机构(3)与对应的所述叶片(2)设置在同一轴线上。

6.根据权利要求1-4任一项所述的风轮，其特征在于，每个所述伸缩机构(3)与所述轮毂(1)的连接点位于同一铰点。

7.根据权利要求1-4任一项所述的风轮，其特征在于，每个所述叶片(2)的根部在径向方向上设有铰接轴，对应所述伸缩机构(3)的第一端铰接在所述铰接轴上。

8.根据权利要求1-4任一项所述的风轮，其特征在于，所述叶片安装孔(11)的数量为三个，三个所述叶片安装孔(11)等角度均匀布置于所述轮毂(1)上。

9.一种风力发电机，其特征在于，包括塔筒和权利要求1-8任一项所述的风轮，所述风轮安装于所述塔筒顶部。